DE410705C

DE410705C - Projectile meteorograph

Info

Publication number: DE410705C
Application number: DEW60156D
Authority: DE
Original assignee: ALBERT WIGAND DR
Current assignee: ALBERT WIGAND DR
Priority date: 1921-12-25
Filing date: 1921-12-25
Publication date: 1926-10-19

Description

Geschoß-meteorograph. Luftfahrt und Artillerie haben einen starken Bedarf für regelmäßige Messung der meteorologischen Elemente in der freien Atmosphäre bis hinauf in größere Höhen. Die Luftfahrt braucht Angaben über die vertikale Temperaturdichtung und den Wind in den verschiedenen Höhen; die Artillerie muß zur rechnerischen Berücksichtigung der Tageseinflüsse beim Schießen die Änderung der Luftdichte und des Windes in der Vertikalen kennen. Die bisher hierzu in der Regel angewendeten wissenschaftlichen Methoden der atmosphärischen Physik beruhen auf der Verwendung von Ballonen, Drachen und Flugzeugen mit Registrierinstrumenten (Meteorographen). Diese Methoden arbeiten aber umständlich, langsam und kostspielig.Projectile meteorograph. Aviation and artillery have a strong Need for regular measurement of the meteorological elements in the free atmosphere up to greater heights. Aviation needs information about the vertical temperature seal and the wind at different heights; the artillery must be taken into account in the calculation the daytime influences when shooting the change in air density and wind in the Verticals know. The ones that have usually been used for this purpose up to now scientific methods of atmospheric physics are based on the use of balloons, kites and airplanes with recording instruments (meteorographs). However, these methods are cumbersome, slow and expensive.

Auch ist bereits druckschriftlich der Vorschlag gemacht worden, Meteorographen durch Raketen hochzuschießen jedoch ohne Angabe eines für die praktische Ausführung geeigneten Instruments und ohne Mitteilung über eine erfolgte Ausführung des Vorschlags. Des weiteren sind Vorrichtungen zum Hochschießen eines Instruments mit einer Rakete und Regelung der Abstiegsgeschwindigkeit durch Fallschirmwirkung bereits in älteren Patentschriften beschrieben worden. Demgegenüber bestellt die vorliegende Erfindung in der Schaffung eines für das Verfahren mit Geschoß und Fallschirm besonders ausgebildeten Meteorographen, der die praktische Ausführung des Verfahrens erst ermöglicht. Für den Einbau eines meteorologischen Registrierinstruments in ein Geschoß liegt die Schwierigkeit in der Vereinigung einer hinreichend meßempfindlichen Registrierung mit Sicherungsvorrichtungen und so robustem Bau, daß das Instrument die hohe Beschleunigung beim Abschuß ohne Beschädigung verträgt. Dies ist durch möglichste Vereinfachung der Konstruktion, durch Verwendung möglichst kleiner beweglicher Massen, durch zweckmäßige Wahl und Anordnung der Meßkörper für Luftdruck (Aneroid oder Röhrenfeder) und Lufttemperatur (Birnetallspirale) sowie durch Anwendung eines nicht schwingungsfähigen mechanisch-optischenRegistriersvstems bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Geschoßmeteorographen erreicht worden.The proposal has also already been made in print, meteorographs to shoot up by missiles but without specifying any for practical execution appropriate instrument and without notification that the proposal has been implemented. There are also devices for shooting up an instrument with a missile and regulation of the descent rate by parachute effect already in older ones Patents have been described. In contrast, the present invention orders in the creation of one specially trained for the procedure with projectile and parachute Meteorograph, which enables the practical execution of the procedure in the first place. For the installation of a meteorological recording instrument in a floor is the Difficulty in combining a sufficiently sensitive registration with safety devices and so sturdy construction that the instrument can accelerate very quickly tolerated when fired without damage. This is by simplification as possible the construction, by using the smallest possible movable masses, by expedient Choice and arrangement of the measuring bodies for air pressure (aneroid or tubular spring) and air temperature (Birnetallspirale) as well as by using a non-vibratory mechanical-optical registration system achieved in the projectile meteorograph shown schematically in the drawing been.

Der Geschoßmeteorograph gemäß dü Erfindung besteht aus folgenden Teilen: Ein starkwandiges, beiderseits offenes Außenrohr ca dient mit zwei kräftigen inneren Kreuzstegen b, b als Träger des etwa in der 2 itte des Rohres auf starr befestigter Achse angeordneten Bilnetallthermometers c, einer vielgängigen, kräftigen Bandspirale aus zwei längs der Bandflächen aufeinandergefügten Metallen von großer Differenz der Wärmeausdehnung, also großer Meßempfindlichkeit. Der äußerste Spiralgan.g trägt koachsial mit der SPiralachse eine Trommel d, die mit lichtempfindlichem Papier bespannt -,wird. Bei Änderung der Temperatur dreht sich die Trommel um ihre Achse. Eine Vergrößerung dieser Bewegung findet nicht statt, da der Weg des Endes der vielgängigen Spirale groß genug ist. Eine Uhr wird nicht verwendet.The projectile meteorograph according to the invention consists of the following parts: A thick-walled outer tube ca, open on both sides, serves with two strong inner cross webs b, b as a support for the biletal thermometer c, a multi-thread, strong spiral band, which is arranged approximately in the second part of the tube on a rigidly attached axis two metals joined together along the strip surfaces with a large difference in thermal expansion, i.e. great measurement sensitivity. The outermost Spiralgan.g carries coaxially with the spiral axis a drum d, which is covered with light-sensitive paper. When the temperature changes, the drum rotates on its axis. An increase in this movement does not take place, since the path of the end of the multi-turn spiral is large enough. A clock is not used.

Oberhalb des Thermometers sitzt ein Satz von ziemlich steifen, temperaturkompensierten Aneroiddosen e (oder eine Röhrenfeder). Die Dosenachse liegt horizontal und ist mit ihrem einen Ende auf einem kräftigen Fuß in der Rohrwand befestigt, während das andere Achsenende bei Druckänderung über eine ausbalancierte Hebelübersetzung f mit Führungsrad g eine schmale Platte h. mit Gegenfeder r vertikal verschiebt. Die Platte h hat ein kleines Loch mit Blenderkanal 7z, der sich bei Druckänderungen vertikal vor der Thermometertrommel bewegt.Above the thermometer sits a set of fairly stiff, temperature-compensated aneroid cans e (or a tubular spring). The can axis is horizontal and one end is attached to a sturdy foot in the pipe wall, while the other end of the axis forms a narrow plate h when the pressure changes via a balanced lever transmission f with guide wheel g. moves vertically with counter spring r. The plate h has a small hole with a diaphragm channel 7z, which moves vertically in front of the thermometer drum when the pressure changes.

Das Außenrohr besitzt einen schmalen Vertikalschlitz längs der Trommelhöhe und vor dem Loch der vom Aneroid vertikal bewegten Platte 11., so daß das von außen kominende Tageslicht oder künstliches Licht mit einem feinen Lichtzeiger jede gleichzeitige Einstellung der Temperaturtrommel d und der Druckplatte h durch einen. Punkt auf dein I'liotopapier der Trommel markiert. Die Lochplatte deckt den Schlitz bis auf das Loch ab. Der abgenommene Registrierstreifen zeigt dann durch eine einzige Kurve (Zustandskurve) mit rechtwinkligen Koordinaten die vertikale Verteilung voll Temperatur und Druck an. Nach einer einfach anzubringenden Skala ist auch sofort die Luftdichte für jeden Punkt der Kurve zu entnehmen. Meteorographen ohne Uhr, bei denen die Relativbewegung eines Druckmeßkörpers gegen die Bewegung eines Temperaturmeßkörpers aufgezeichnet wird, sind bereits von Dilles, Aßmann, Füß angegeben worden. Jedoch sind diese hauptsächlich für Registrierballonaufstiege gedachten Apparate in der Praxis der Aerologie nicht weiter verwendet worden; und sie kommen für die Verwendung als Geschoßmeteorograph keinesfalls in Frage, da sie nicht dafür eingerichtet sind, noch auch sich so umbauen lassen, daß sie den starken Explosions- und Landungsstößen ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit gewachsen sind. Das gilt auch für den extrem leicht gebauten Registrierballonmeteorographen von F e r g u s s o n , für den der Vorschlag gemacht worden ist, ihn mit einer Rakete hochzuschießen, wobei aber nicht berichtet wird, daß ein solcher Versuch gemacht worden sei.The outer tube has a narrow vertical slot along the height of the drum and in front of the hole of the plate 11 moved vertically by the aneroid, so that from the outside Coming daylight or artificial light with a fine light pointer each simultaneous Adjustment of the temperature drum d and the printing plate h by a. Point on Your I'liotopaper marked the drum. The perforated plate covers the slot except for the hole off. The removed registration strip then shows through a single curve (State curve) with rectangular coordinates the vertical distribution full of temperature and pressure on. After a scale that is easy to apply, the air density is also immediately available for each point on the curve. Meteorographs without a clock, in which the relative movement a pressure measuring body recorded against the movement of a temperature measuring body have already been given by Dilles, Assmann, Füß. However, these are major Apparatus intended for recording balloon ascents is not in the practice of aerology continued to be used; and they come for use as a projectile meteorograph by no means out of the question, as they are not set up for it, nor even remodel in this way let them withstand the strong explosion and landing blasts without impairment the measurement accuracy have grown. This also applies to the extremely light built Recording balloon meteorograph from F e r g u s s o n, for whom the proposal was made has been shot up with a missile, but it is not reported that such an attempt had been made.

In dem hier beschriebenen Instrument liegt die Neukonstruktion eines Meteorographen vor, der zum Einbau in ein Geschoß besonders eingerichtet und dabei so massiv gebaut ist, claß er bei Abschuß und Landung durch den Stoß nicht beschädigt werden kann und mit Verwendung geeigneter Sicherungen dennoch eine hohe Meßempfindlichkeit der Registrierung ermöglicht. Hierzu sind folgende wesentliche Einrichtungen vorhanden: Zur Sicherung der Meßkörper beim Abschuß, beim Ausstoßen des Fallschirms mit dem Meteorographen und bei der Landung dienen für das Thermometer die Kreuzstege b, b, gegen die sich die in geringem Abstand zwischen den Stegen befindliche Trommel d bei starleer Vertikalbeschleunigung des Apparats ohne Verbiegen anlegt. Für das Aneroid wird der gleiche Zweck erreicht durch einen, kräftigen vertikal gestellten Ring 1, durch den das bewegliche Achsenende des Dosensatzes mit etwas Zwischenraum frei hindurchgeht, um sich beim Stoß ohne bleibende Verbiegung -ulehnen. Dieser Sicherungsring 1 wird gez an7 tragen von einem aus der Rohrwand kommenden Arm fit, an dein auch der Gabelträger jt, für die Achse des übersetzungshebels j sitzt.The instrument described here is a new construction of a meteorograph, which is specially designed for installation in a projectile and is built so solidly that it cannot be damaged by the impact during launch and landing and, with the use of suitable fuses, nevertheless has a high measuring sensitivity Registration allows. For this purpose, the following essential facilities are available: To secure the measuring body when firing, when ejecting the parachute with the meteorograph and when landing, the cross webs b, b are used for the thermometer, against which the drum d, which is located at a small distance between the webs, is against Vertical acceleration of the apparatus applies without bending. The same purpose is achieved for the aneroid by a strong, vertically positioned ring 1, through which the movable axle end of the socket set passes freely with a little space in between, so that it leans without permanent bending during impact. This locking ring 1 is gez an7 carried by an arm coming out of the pipe wall, on which the fork carriage jt, for the axis of the transmission lever j, is seated.

Beien Abstieg, dessen Geschwindigkeit durch die Größe des Fallschirms geregelt wird, findet im Innern des Instruments eine gute Ventilation der Meßk&rper statt, da diese ihre schmale, windschnittig geformte Seite dein Luftstrom zuwenden und daher bei geringstem Luftwiderstand auf die beste Weise vom Luftstrom bespült «-erden. Für Strahlungsschutz ist durch das hochpolierte vertikale Außenrohr gesorgt; das Thermometer hat durch seine Trommel doppelten Strahlungsschutz.When descending, its speed depends on the size of the parachute is regulated, there is good ventilation of the measuring body inside the instrument instead, as these turn their narrow, streamlined side towards your airflow and therefore flushed with the air flow in the best possible way with the least possible air resistance "-earth. The highly polished vertical outer tube provides radiation protection; the thermometer has double radiation protection thanks to its drum.

Am oberen Ende des Außenrohres bei o wird der Fallschirm befestigt, der zusammen mit dem Meteorographen im Geschoß untergebracht ist. Man stellt Ladung und Geschoßzünder so ein, daß dieser in einer vorgegebenen Höhe den Meteorographen mit dem Fallschirm freigibt. Zur sicheren Ausführung dieses Vorgangs liegen. hinreichende artilleristische Erfahrungen vor.The parachute is attached to the upper end of the outer tube at o, which is housed on the floor together with the meteorograph. You put a charge and projectile fuse so that it hits the meteorograph at a predetermined height parachute releases. To safely perform this operation lie. sufficient artillery experience.

Wenn man die vertikale Windverteilung angenähert kennt, läßt es sich durch. geeignete Wahl der Richtung und Erhöhung des Geschützrohres einrichten, daß der Meteorograph in der Nähe des Aufschußplatzes landet.If you have an approximate knowledge of the vertical wind distribution, it can be done by. Set up a suitable choice of direction and elevation of the gun barrel that the meteorograph lands near the launch site.

Umgekehrt kann man, den Abstieg (als »umgekehrten Pilotaufstieg« nach B e c k e r) zur Windmessung benutzen, indem man den Fallschirm mit zwei Theodoliten auf bekannter Basis anschneidet oder mit einem großen Entfernungsmesser verfolgt. Eine Verfolgung des Abstiegs mit Fernrohr ist ohnehin zweckmäßig zur schnellen Auffindung des gelandeten Instruments, da man nach der Richtung und scheinbaren Größe, in der man den Fallchirin zuletzt über dem Boden sieht, den s s Landungsort leicht angeben kann.Conversely, one can use the descent (as "reverse pilot ascent" according to B ecker) to measure the wind by cutting the parachute with two theodolites on a known basis or following it with a large range finder. Tracking the descent with a telescope is already useful for quickly finding the landed Instruments, as you can see by the direction and apparent size, in which one of the last Fallchirin above the ground, the s s landfall can easily specify.

Zur Stoßmilderung ist nötigenfalls eine starke Sprungfeder oder ein Gummipolster am unteren Ende des Außenrohres vorgesehen.If necessary, a strong spring or a Rubber pad provided at the lower end of the outer tube.

Die Eichung des Instruments erfolgt im Laboratorium und hat sich auch auf die Trägheit des Thermometers sowie auf die elastische Nachwirkung des Aneroids zu erstrecken. Da man zur Erzielung einer möglichst kurzen Abstiegsdauer von mir einigen Minuten die Senkgeschwindigkeit bis auf io in" sek. steigern kann und die Druckänderung beim Aufschuß sehr schnell erfolgt, muß die Trägheitskorrektion der Temperaturmessung und die Korrektion der elastischen Nachwirkung bei der Druckmessung genau bekannt sein. Für die Bestimmung der letzteren wird der zeitliche Verlauf des Luftdrucks beim Aufschuß und Abstieg auch während der Druckeichung angenähert eingehalten. Auf diese Weise ist eine fehlerfreie Temperatur- und Druckbestimmung möglich.The calibration of the instrument takes place in the laboratory and has also been carried out on the inertia of the thermometer as well as on the elastic aftereffect of the aneroid to extend. Because you want to achieve the shortest possible descent time from me a few minutes the lowering speed up to io in "sec. and the If the pressure changes very quickly during bombardment, the inertia correction must be carried out by the Temperature measurement and the correction of the elastic aftereffect during pressure measurement be known exactly. The course over time is used to determine the latter of the air pressure during uprising and descent is also approximated during pressure calibration adhered to. In this way an error-free temperature and pressure determination is possible possible.

Claims

PATENT CLAIM Meteorological measuring device for registering the vertical course of the air pressure, the air temperature and the air density in the free atmosphere, consisting of a meteorograph to be shot up by a propellant and to be lowered by means of a parachute, characterized in that as a support body for the meteorograph together with a parachute a The projectile to be fired by a gun, mine launcher or rocket apparatus is used and the Meteorograpli is designed in such a way that the movement of an aneroid or a tubular spring on a drum rotated by a spiral bimetallic thermometer is recorded photographically with a light pointer (without the use of a clock), whereby the shape and arrangement of the The measuring body is provided in a vertical tube for adequate ventilation and sufficient radiation protection and the measuring body is secured against impact damage during launch, ejection and landing by placing it on rigid structural parts.